本發(fā)明屬于太陽能電池片領(lǐng)域,尤其涉及一種太陽能電池片擴(kuò)散工藝。
背景技術(shù):
太陽能電池,也稱光伏電池,是一種將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品,不會(huì)引起環(huán)境污染,而且是可再生資源,所以在當(dāng)今能源短缺的情形下,太陽能電池是一種有廣闊發(fā)展前途的新型能源。目前的太陽能電池片的生產(chǎn)過程可以分為以下幾個(gè)主要步驟:
1、損傷層的去除及絨面制備,通過化學(xué)反應(yīng)除去硅片表面的切割損傷層,同時(shí)得到合理的粗糙表面,以增強(qiáng)光的吸收。
2、擴(kuò)散制作PN結(jié),將P型的硅片放入擴(kuò)散爐內(nèi),通過硅原子之間的空隙使N型雜質(zhì)原子由硅片表面層向硅片內(nèi)部擴(kuò)散,形成PN結(jié),使電子和空穴在流動(dòng)后不再回到原處,這樣便形成電流,也就使硅片具有光伏效應(yīng)。
3、表面PSG(Phosphate Silicate Glass,即磷娃玻璃)的去除,去除娃片在擴(kuò)散的過程中表面生成的PSG,避免因玻璃層的存在而影響金屬電極與硅片的接觸,從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率。
4、周邊PN的去除,去除擴(kuò)散過程中在硅片邊緣形成的將PN結(jié)短路的導(dǎo)電層。
5、減反射層的制備,在硅片表面沉積一層氮化硅減反射層,利用薄膜干涉原理,減少光的反射,起到鈍化作用,增大電池的短路電流和輸出功率,提高轉(zhuǎn)換效率。
6、金屬化過程,即背電極、背電場(chǎng)和正電極的印刷和燒結(jié)過程,采用銀漿印刷正電極和背電極,采用鋁漿印刷背電場(chǎng),以收集電流并起到導(dǎo)電的作用,燒結(jié)是在高溫下使印刷的電極與硅片之間形成歐姆接觸。
其中,擴(kuò)散制作PN結(jié)是太陽能電池生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟,PN結(jié)的質(zhì)量則直接決定著太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率?,F(xiàn)有的擴(kuò)散方法中(如圖1所示),擴(kuò)散工藝采用一次擴(kuò)散和兩次擴(kuò)散的方法。如下是兩次擴(kuò)散實(shí)例:
1、將硅片放入擴(kuò)散爐。
2、將擴(kuò)散爐溫度升至第一溫度(750℃-820℃),溫度穩(wěn)定后通入O2、POCL3,其中O2為流量100-500sccm,POCL3流量為800-1300sccm,保持第一時(shí)間(6-9min)。
3、將擴(kuò)散爐溫度升至第二溫度(800℃-900℃),溫度穩(wěn)定后,保持第二時(shí)間(4-10min)。
4、停止通POCL3,只通O2流量為300-500sccm,將擴(kuò)散爐降溫退火(退火時(shí)間為30-60min),取出硅片。具體流程見圖1。
缺點(diǎn):1、PN結(jié)的方阻較大;
2、PN結(jié)表面與銀電極難以形成好的歐姆接觸,影響太陽能電池效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有太陽能電池片擴(kuò)散工藝中PN結(jié)的方阻較大、PN結(jié)表面與銀電極難以形成好的歐姆接觸,影響太陽能電池效率而提供的一種太陽能電池片擴(kuò)散工藝。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種太陽能電池片擴(kuò)散工藝,包括如下步驟:
步驟一,將硅片放入擴(kuò)散爐;
步驟二,將擴(kuò)散爐溫度加熱至設(shè)定的第一溫度,待加熱的溫度值穩(wěn)定在第一溫度的范圍值后通入O2、POCL3,并保持設(shè)定的第一時(shí)間;
步驟三,將擴(kuò)散爐溫度加熱至設(shè)定的第二溫度,待加熱的溫度值穩(wěn)定在第二溫度的范圍值后保持設(shè)定的第二時(shí)間;
步驟四,將擴(kuò)散爐溫度再進(jìn)行冷卻至第三溫度,待冷卻的溫度值穩(wěn)定在第三溫度的范圍值后通入O2、POCL3,并保持設(shè)定的第三時(shí)間;
步驟五,停止通入POCL3,繼續(xù)通入O2,然后將擴(kuò)散爐降溫退火,退火后取出硅片即可。
所述的步驟二中的第一溫度為750℃-820℃之間的任一數(shù)值,第一時(shí)間為6min-9min之間的任一數(shù)值,所述的步驟二中的O2通入流量為100-500sccm,步驟二中POCL3流量為800-1300sccm。
所述的步驟三中的第二溫度為800℃-900℃之間的任一數(shù)值,第二時(shí)間為4min-10min之間的任一數(shù)值。
所述的步驟四中的第三溫度為800℃-840℃之間的任一數(shù)值,所述的步驟四中的O2通入流量為300-500sccm,步驟四中POCL3流量為500-900sccm,第三時(shí)間為3min-8min之間的任一數(shù)值。
所述的步驟五中O2通入流量為400-800sccm,退火時(shí)間為30-60min。
本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在擴(kuò)散工藝中在步驟4中,雜質(zhì)P的擴(kuò)散深度較淺,從而使硅表面形成重?fù)诫s的N+區(qū)域,與銀電極易于形成好的歐姆接觸,增大電池片的短路電流,提高電池轉(zhuǎn)換效率。
附圖說明
圖1為背景技術(shù)的溫度及時(shí)間的折線圖;
圖2為本發(fā)明的溫度及時(shí)間的折線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例
如圖2所示的一種太陽能電池片擴(kuò)散工藝,包括如下步驟:
步驟一,將硅片放入擴(kuò)散爐(擴(kuò)散爐為本領(lǐng)域內(nèi)通用的加熱爐,且與解決的技術(shù)問題沒有關(guān)系,因此在此不做詳細(xì)闡述);
步驟二,將擴(kuò)散爐溫度加熱至設(shè)定的第一溫度,待加熱的溫度值穩(wěn)定在第一溫度的范圍值后通入O2(氧氣)、POCL3(三氯氧磷),并保持設(shè)定的第一時(shí)間;
步驟三,將擴(kuò)散爐溫度加熱至設(shè)定的第二溫度,待加熱的溫度值穩(wěn)定在第二溫度的范圍值后保持設(shè)定的第二時(shí)間;
步驟四,將擴(kuò)散爐溫度再進(jìn)行冷卻至第三溫度,待冷卻的溫度值穩(wěn)定在第三溫度的范圍值后通入O2、POCL3,并保持設(shè)定的第三時(shí)間;
步驟五,停止通入POCL3,繼續(xù)通入O2,然后將擴(kuò)散爐降溫退火,退火后取出硅片即可。
所述的步驟二中的第一溫度為750℃-820℃之間的任一數(shù)值,第一時(shí)間為6min-9min之間的任一數(shù)值,所述的步驟二中的O2通入流量為100-500sccm,步驟二中POCL3流量為800-1300sccm。
所述的步驟三中的第二溫度為800℃-900℃之間的任一數(shù)值,第二時(shí)間為4min-10min之間的任一數(shù)值。
所述的步驟四中的第三溫度為800℃-840℃之間的任一數(shù)值,所述的步驟四中的O2通入流量為300-500sccm,步驟四中POCL3流量為500-900sccm,第三時(shí)間為3min-8min之間的任一數(shù)值。
所述的步驟五中O2通入流量為400-800sccm,退火時(shí)間為30-60min。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本領(lǐng)域內(nèi)普通的技術(shù)人員的簡單更改和替換都是本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。